基于UC3842的开关电源设计毕业设计论文
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基于PWM芯片UC3842的医疗开关电源设计方案基于UC3842 高性能电流模式PWM 芯片,提出一种医疗开关电源设计方案。
该设计AC-DC 给医疗设备供电,采用单端反激式结构,实现90-264Vac 供电,12V 的直流输出,具有瞬态响应快、电磁兼容好、输出电压精度高等优点,能够很好地满足医疗设备供电需求。
引言医疗电源是对安规及EMI、EMC 比较高的设备,作为绿色开关电源,将在21 世纪给人类社会带来巨大的变化。
性能优良的医疗设备系统离不开性能优良的控制模块,而控制模块的性能在很大程度上取决于供电电源的性能,所以高质量的供电电源系统在整个医疗系统中占有相当重要的位置。
本文基于UC3842 高性能电流模式PWM 发生器控制的开关电源适合应用于此类系统。
本设计通过小型高频变压器实现输出和输入的完全隔离,不仅提高了电源的效率,简化了外围电路,也降低了电源的成本和体积。
电源输出电压稳定,波纹小,不间断性能可靠同时又不会对其他设备产生辐射和传导干扰。
单端反激式变换电路的基本结构单端反激式变换的典型结构如图一所示。
单端是指变压器的磁心仅工作在磁滞回线的一侧;反激是指当开关管导通时,在初级线圈中储存能量,而次级线圈不通,当开关管关闭的时候,初级线圈中的能量通过次级线圈释放给负载。
这是一种成本低的调整器,可以做到输入输出部分的完全隔离,有较好的电压调整率。
图一单端反激式变换器UC3842 芯片的性能特点UC3842 芯片是Unit rode 公司的产品,是一种高性能的单端输出式电流控制型脉宽调制器芯片,其原理框图如图二所示。
由5V 基准电压源、控制占空比调定的振荡器、电流测定比较器、PWM 锁存器、高增益E/A 误差放大器和适用于驱动功率MOSFET 的大电流推挽输出电路等组成。
其主要特点是:①外接元件少,外围电路简单,价格。
用UC3842 芯片设计开关电源介绍电流控制型脉宽调制器UC3842 的原理及特性,并讨论其在设计中应注意的问题。
关键词:脉宽调制;电流控制;开关电源A Design of Switch Power with UC3842HU Junchen(Dept. of Automatic Control, Liaoning Institute of Science and Techno logy,Benxi 117022, China)Key words: PWM(pulse-width modulation); current mode controller ; switch power笔者最近设计了由UC3842 组成的DC-DC 转换器,总的框架采用参考文献中现成的电路。
但由于输入电压和工作频率不同,重新设计了电路参数。
UC3842是美国Unitrode 公司生产的一种高性能单端输出式电流控制型脉宽调制器芯片。
UC3842 为8 脚双列直插式封装,其内部原理框图如图1 所示。
主要由5.0V 基准电压源、用来精确地控制占空比调定的振荡器、降压器、电流测定比较器、PWM 锁存器、高增益E/A 误差放大器和适用于驱动功率MOSFET 的大电流推挽输出电路等构成。
端1 为COMP 端;端2 为反馈端;端3 为电流测定端;端4 接Rt、Ct 确定锯齿波频率;端5 接地;端6 为推挽输出端,有拉、灌电流的能力;端7 为集成块工作电源电压端,可以工作在8~40V;端8 为内部供外用的基准电压5V,带载能力50mA。
2.1 启动过程首先由电源通过启动电阻R1 提供电流给电容C2 充电,当C2 电压达到UC3842 的启动电压门槛值16V 时,UC3842 开始工作并提供驱动脉冲,由6 端输出推动开关管工作,输出信号为高低电压脉冲。
高电压脉冲期间,场效应管导通,电流通过变压器原边,同时把能量储存在变压器中。
根据同名端标识情况,此时变压器各路副边没有能量输出。
基于UC3842的多输出开关电源设计1 主回路方案1.1 电源电路此电源是为30 kW 开关磁阻电机控制器设计的,此电机功率变换器的主电路为不对称半桥电路[1]。
采用反激变换器结构[2],具有结构简单、损耗小的优点,但输出电压纹波较大,通常用在150 W 以下的电源中。
具体电路如此电源为单芯片集成稳压电源,PWM 芯片采用UC3842。
UC3842 是一种高性能的固定频率电流型控制器,是专为脱线式直流变换电路设计的,其内部结构如他集成了振荡器、有温度补偿的高增益误差放大器、电流检测比较器、1.2工作原理此电源电路工作原理为:220 V 三相的交流输入电压先经三相不控整流,再经支撑电容平滑,为电源电路提供550 V 直流工作电压。
当三相逆变器接通电源时,R5 和C2 吸收电路启动时的冲击电流。
从逆变器主电路来的直流母线电压经电阻R6 降压后,给UC3842 提供约16V 的起动电压。
进入正常工作后,二次绕组W3 经D3,C16 提供UC3842 的工作电压。
另一绕组W2 的高频电压经D2,C13 整流滤波,再经7.5kΩ电阻R12,R13 和2kΩ电位器RP1 分压,获得输出电压信号。
此信号经可调稳压管TL431 产生偏差信号,再经光电隔离加到UC3842 的误差放大器放大,控制VMOS管的开通与截止,实现稳压的目的。
电源的过流保护由1.8Ω电阻R19 检测到VMOS管的过流信号,电流超过域值时封锁UC3842 输出信号,实现单周期过流保护。
UC3842 驱动VMOS 管VT1 以控制高频变压器一次绕组通断,进而获得多组副边电压输出。
此输出经二极管整流、电容滤波后得到多路直流电压。
供给三相逆变器各功率开关元件驱动(W6,W7,W8,W9)与PWM控制电路。
目录第1章概述 0第2章系统总体方案确定 (2)2.1 工作原理 (2)2.2 系统组成 (3)第3章主电路设计 (3)3.1 主电路的设计 (3)3.2 主电路元器件的计算及选型 (4)3.2。
1 设计依据主要参数 (4)3。
2.2 高频变压器的选择 (4)3.2。
3 芯片选择 (5)3.3 主电路保护环节的设计 (6)第4章控制电路设计与分析 (7)4.1 降压整流滤波电路 (7)4。
2 PWM脉冲控制驱动电路 (8)4。
3电路输出部分的设计 (10)第5章实验与仿真 (11)5.1 仿真电路图 (11)5.2 实验结果及结论 (12)第6章总结 (14)附录 (15)第1章概述在信息时代,农业、能源、交通运输、通信等领域迅猛发展,对电源产业提出个更多、更高的要求,如节能、节材、减重、环保、安全、可靠等。
这就迫使电源工作者不断的探索寻求各种乡关技术,做出最好的电源产品,以满足各行各业的要求。
开关电源是一种新型的电源设备,较之于传统的线性电源,其技术含量高、耗能低、使用方便,并取得了较好的经济效益。
随着半导体技术和微电子的高速发展、集成度高、功能强的大规模集成电路的不断出现,使得电子设备的体积在不断的缩小,重量在不断的减轻.所有从事这方面研究和生产的人们对开关稳压电源中的开关变压器还感到不是十分理想,他们正致力于研制出效率更高、体积更小、重量更轻的开关变压器或者通过别的途径来取代开关变压器,使之能够满足电子仪器和设备为小型化的需要.开关稳压电源的效率是与开关管的变换速度成正比的,并且开关稳压电源中由于采用了开关变压器以后,才能使之有一组输入得到极性、大小各不相同得多组输出。
要进一步提高开关稳压电源的效率,就必须提高电源的工作频率。
但是,当频率提高以后,对整个电路中的元件又有了新的要求.例如,高频电容、开关管、开关变压器、储能电感等都会出现新的问题。
进一步研制适应高频率工作的有关电路元器件,是从事开关稳压电源研制的科技人员要解决的问题。
基于UC3842的开关电源设计摘要电源是实现电能变换和功率传递的主要设备。
在信息时代,农业、能源、交通运输、通信等领域迅猛发展,对电影产业提出个更多、更高的要求,如节能、节材、减重、环保、安全、可靠等。
这就迫使电源工作者不断的探索寻求各种乡关技术,做出最好的电源产品,以满足各行各业的要求。
开关电源是一种新型的电源设备,较之于传统的线性电源,其技术含量高、耗能低、使用方便,并取得了较好的经济效益。
UC3842是一种性能优良的电流控制型脉宽调制器。
假如由于某种原因使输出电压升高时,脉宽调制器就会改变驱动信号的脉冲宽度,亦即占空比D,使斩波后的平均值电压下降,从而达到稳压目的,反之亦然。
UC3842可以直接驱动MOS管、IGBT等,适合于制作20~80W小功率开关电源。
由于器件设计巧妙,由主电源电压直接启动,构成电路所需元件少,非常符合电路设计中“简洁至上”的原则。
设计思路,并附有详细的电路图。
关键词:开关电源,uc3842,脉宽调制,功率,IGBT前言 (1)第1章开关电源的简介 (2)1.1 开关电源概述 (2)1.1.1 开关电源的工作原理 (2)1.1.2 开关电源的组成 (3)1.1.3 开关电源的特点 (4)1.2 开关器件 (4)1.2.1开关器件的特征 (4)1.2.2器件TL431. (5)1.2.3电力二极管 (5)1.2.4光耦PC817 (6)1.2.5电力场效应晶体管MOSFET (7)第2章主要开关变换电路 (8)2.1 滤波电路 (8)2.2 反馈电路 (8)2.2.1电流反馈电路 (8)2.2.2电压反馈电路 (9)2.3电压保护电路 (9)第3章UC3842 .................................................. 错误!未定义书签。
3.1 UC3842简介 (10)3.1.1 UC3842的引脚及其功能 (11)3.1.2 UC3842的内部结构 (11)3.1.3 UC3842的使用特点 (13)3.2 UC3842的典型应用电路 (14)3.2.1反激式开关电源 (14)3.2.2 UC3842控制的同步整流电路 (15)3.2.3升压型开关电源 (17)第4章利用UC3842设计小功率电源 (18)4.1 电源设计指标 (18)4.1.1元件的选择 (19)4.1.2电路结构的选择 (20)4.2 启动电路 (21)4.3 PWM脉冲控制驱动电路 (22)4.4 直流输出与反馈电路 (23)4.5 总体电路图分析 (24)结论 (24)参考文献 ............................................................. 错误!未定义书签。
基于UC3842的电动车用开关电源设计
电动车是目前零排放的机动车,作为绿色交通工具,将在21世纪给人类社会带来巨大的变幻。
而直流无刷电机凭借着其优良的性能已经成为电动车电机领域的主流技术和进展方向。
性能优良的无刷电机系统离不开性能优良的控制模块,而控制模块的性能在很大程度上取决于供电电源的性能,所以高质量的供电电源系统在囫囵电动车系统中占有相当重要的位置。
直流无刷电机的控制模块是采纳微控制器的数字控制的系统。
基于UC3842高性能模式发生器控制的适合应用于此类系统。
本设计通过小型高频实现输出和输入的彻低隔离,不仅提高了电源的效率,简化了外围,也降低了电源的成本和体积。
电源输出稳定,波纹小,不间断,性能牢靠。
1 单端反激式变换电路的基本结构
单端反激式变换的典型结构1。
单端是指变压器的磁心仅工作在磁滞回线的一侧;反激是指当开关管导通时,在初级线圈中储存能量,而次级线圈不通;当开关管关闭的时候,初级线圈中的能量通过次级线圈释放给负载。
这是一种成本低的调节器,可以做到输入输出部分的彻低隔离,有较好的电压调节率。
2 UC3842芯片的性能特点
UC3842芯片是Unitrode公司的产品,是一种高性能的单端输出式电流控制型脉宽调制器芯片。
其原理框图2所示。
由5V基准电压源、控制占空比调定的、电流测定、PWM 锁存器、高增益E/A误差和适用于驱动功率的大电流推挽输出电路等组成。
其主要特点是:
·外接元件少,外围电路容易,价格廉价。
·无需输入变压器,起动电流小(<1 mA)。
第1页共5页。
毕业论文(设计)开题报告论文题目:基于UC3842开关稳压电源的设计系部名称:专业班级:学生姓名:学号:指导教师:教师职称:2010年3月12日毕业论文(设计)开题报告一、结合毕业论文(设计)任务书的要求,根据所查阅的文献资料,撰写3000字左右的文献综述:一、绪论随着电子技术的发展,电子系统的应用领域越来越广泛,电子设备的种类也越来越多,对电源的要求更加灵活多样。
电子设备的小型化和低成本化使电源以轻、薄、小和高效率为发展方向。
传统的线性稳压电源,调整管功耗较大,电源效率很低,一般只有45%左右,另外,由于调整管上消耗较大的功率,所以需要采用大功率调整管并装有体积很大的散热器,于是它很难满足电子设备发展的要求,从而促成了高效率、体积小、重量轻的开关电源的迅速发展。
开关电源是利用现代电力电子技术,控制开关管开通和关断的时间比率,维持稳定输出电压的一种电源,开关电源一般由脉冲宽度调制(PWM)控制IC和MOSFET构成。
PWM开关电源的工作过程是通过“斩波”,即把输入的直流电压斩成幅值等于输入电压幅值的脉冲电压来实现的。
脉冲的占空比由开关电源的控制器来调节。
一旦输入电压被斩成交流方波,其幅值就可以通过变压器来升高或降低。
通过增加变压器的二次绕组数就可以增加输出的电压组数。
最后这些交流波形经过整流滤波后就得到直流输出电压PWM开关电源的组成模块,如下图1:图1二、开关稳压电源的发展开关稳压电源的发展经历了几个重要的阶段,下面分别从国际和国内两个角度对开关电源的发展进行概述:[1] 国际发展状况1955年美国罗耶(GH.Roger)发明的自激振荡推挽晶体管单变压器直流变换器,是实现高频转换控制电路的开端,此后,利用这一技术的各种形式的精益求精直流变换器不断地被研制和涌现出来,从而取代了早期采用的寿命短、可靠性差、转换效率低的旋转和机械振子示换流设备。
由于晶体管直流变换器中的功率晶体管工作在开关状态,所以由此而制成的稳压电源输出的组数多、极性可变、效率高、体积小、重量轻,因而当时被广泛地应用于航天及军事电子设备。
摘要:本文从整体分析了高性能、大功率直流开关电源的工作原理,并提出了主电路和控制电路的详细设计方案。
在此基础上,完成了整个系统的硬件电路设计的编制。
并对开关电源UC3842型的特点进行了介绍,其中主要阐述了UC3842型控制电路常用的结构、优点、适用范围等进行了分析,以及功能的实现方法。
最后表明它基本达到设计要求,从而验证了理论分析的正确性,具有广阔的应用前景。
关键词:开关电源、PWM控制、UC3842。
一、引言UC3842是美国尤尼创公司开发的新型控制器件,是国内应用比较广泛的一种电流控制型脉宽调制芯片。
具有引脚数量少、外围电路简单、安装调试简便、性能优良等诸多优点,常应用于计算、显示器等开关电源控制电路中,以及输出功率在100W以下的小功率开关电源。
因此,无论开关电源的电压调整率、负载调整率和瞬态响应特性都有提高,是比较理想的新型的控制器闭。
本论文是基于芯片UC3842型开关电源PWM控制电路设计。
二、开关电源概述2.1 开关电源的分类开关稳压电源的电路结构的一般分类如下:(1)按驱动方式分类,可分为自激式和他激式。
(2)按DC/DC变换器的工作方式分类:可分为①单端正激式和反激式、推挽式、半桥式、全桥式等;②降压型、升压型和升降压型等。
(3)按电路组成分类,可分为谐振型和非谐振型。
(4)按控制方式分类:可分为脉冲宽度调制(PWM)式、脉冲频率调制(PFM)式、PWM与PFM混合式。
2.2 开关电源的控制原理开关电源是指电路中的电子器件在工作开关状态的稳压电源,是一种高频电源变换电路,采用直流-交流-直流变换,能够高效率地产生一路或多路可调整的高品质的直流电压。
开关管总是周期性地通/断工作,通过电压反馈调整其占空比来达到稳定输出电压的目的。
开关电源的基本结构如图2.1所示,其中DC/DC变换器进行功率转换,它是开关电源的核心部分,此外还有起动、过流与过压保护、噪声滤波等电路。
图2.1 开关电源的基本结构图输出采用电路(R1、R2)检测输出电压变化,与基准电压Ur比较,误差电压经过放大及脉宽调制(PWM)电路,再经过驱动电路控制功率器件的占空比,从而达到调整输出电压大小的目的。
基于UC3842的反激式开关电源设
高频开关稳压电源由于具有效率高、体积小、重量轻等突出优点而得到了广泛应用。
传统的开关电源控制电路普遍为电压型拓扑,只有输出电压单闭控制环路,系统响应慢,线性调整率精度偏低。
随着PWM 技术的飞速发展产生的电流型模式拓扑很快被大家认同和广泛应用。
电流型控制系统
是电压电流双闭环系统,一个是检测输出电压的电压外环,一个是检测开关管电流且具有逐周期限流功能的电流内环,具有更好的电压调整率和负载调整率,稳定性和动态特性也得到明显改善。
UC3842是一款单电源供电,带电流正向补偿,单路调制输出的高性能固定频率电流型控制集成芯片。
本设计采用UC3842 制作一款1 kW 铅酸电池充电器控制板用的辅助电源样机,并对其进行工作环境下的测试。
1 UC3842 的工作原理
UC3842 内部组成框图如图1所示。
其中: 1 脚是内部误差放大器的输出端,通常此脚与2 脚之间接有反馈网络,以确定误差放大器的增益和频响。
2 脚是反馈电压输入端,将取样电压加到误差放大器的反相输入端,再与同相输入端的基准电压(一般为2.5 V)进行比较,产生误差电压。
3 脚是电流检测输入端,与取样电阻配合,构成过流保护电路。
当电源电压异常时,功率开关管的电流增大,当取样电阻上的电压超过1 V时,U。
基于UC3842的三路输出小功率开关电源设计王侠;王进军【摘要】设计一种48 V转+5 V,±15 V开关电源。
以UC3842作为PWM控制器,采用电阻,TL431和线性光耦等元器件构成电压采样反馈电路。
主输出(+5 VDC@2 A)电压精度0.5%,纹波0.4%;辅输出1(15 VDC@500mA)电压精度为2%,纹波0.13%;辅输出2(-15 VDC@500mA)电压精度2%,纹波0.33%。
开关电源具有精度高、纹波小、效率高、性能可靠等优点,可广泛应用于各类小功率变换场合。
%A switch converting 48 V to the +5 V,15 V switching power supply has been designed. UC3842 used as PWM controller;resistance,TL431 and linear photoelectric coupler components as a voltage sampling feedback cir-cuit. The accuracy of main output voltage(+5 V DC@2A) is 0.5%,the ripple of voltage is 0.4%;the accuracy of auxiliary output voltage 1(+15 VDC@500 mA)is 2%(14.7 V),the ripple of voltage is 0.13%;the accuracy of aux-iliary output voltage 2(-15 V DC@500 mA) is 2%,the ripple of voltage is 0.33%. The switching power supply has high precision,small ripple,high efficiency and high reliable,which can be widely used in all kinds of small power conversion applications.【期刊名称】《电子器件》【年(卷),期】2015(000)004【总页数】5页(P785-789)【关键词】开关电源;UC3842;脉冲宽度调制;电压精度【作者】王侠;王进军【作者单位】西安科技大学电气与控制工程学院,西安710054;陕西科技大学理学院,西安710021【正文语种】中文【中图分类】TM564.8;TM91电源是一切电子设备的动力心脏,其性能的优劣直接关系到整个系统的安全性和可靠性指标。
JIANGSU UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 本科毕业设计(论文)20W 5V开关电源的设计学院名称:专业:电气工程及其自动化班级:学号:姓名:指导教师姓名:指导教师职称:高级实验师二〇一四年六月20W 5V开关电源的设计摘要:本设计依照反激式变压装置所具有的性质,依附于UC3842这款控制芯片探究并构思了一款单端反激式的开关电源。
本设计不仅拣选了相对适合的拓扑结构,而且对已经选取的反激式变换构造进行了详细而又系统的参数剖析和研究。
与此同时,还对开关电源的反馈控制模块进行了仔细的比较和选择。
在硬件部分中,本文简洁阐述了UC3842这款PWM控制芯片的构造,具体描述了UC3842的周围电路和电源的其它子电路的策划,包括整流滤波电路、反激式变换电路、反馈环路等。
剖析开关电源这个系统的整体原理框图,并对它的工作流程进行了详细的系统描述。
除此之外,该设计还通过A/D转换电路以及单片机将输出电压实时显现在数码管上。
本设计的优势在于小巧、轻便、效能高。
本文在结尾对所生产得来的样机仔细的进行了性能测试,并且对测试所得到的实际数据进行了系统分析和理论考证。
关键词:开关电源;控制芯片UC3842;单端反激;AD转换电路;AT89S52单片机The Design of Switching Power Supply of 20W 5VAbstract:In this paper,using the characteristics of the flyback transformer,a multiport flyback switching power supply is designed based on the UC3842.This paper select the appropriate topology and analyze the parameter of flyback transform structure detailedly.At the same time,feedback control mode of switching power supply is compared and chose.In the hardware part,the dissertation briefly describes the structure of the PWM control chip UC3842 and illustrates peripheral circuit design of UC3842 in detail,including rectification filter circuit, the flyback conversion circuit and the feedback loop.The entire block diagram of the system and a brief description of the work process are introduced.In addition,this design make the output voltage appearing on the digital tube by the A/D converter circuit and AT89S52 micro controller in real time.The advantages of programming are compact, lightweight and high performance.At the end of this post,the prototype is tested carefully and the test data is analyzed and verified.Keywords: Switching power supply; Controller chip of UC3842; Single-ended flyback; AD converter circuit; AT89S52 micro controller目录序言 (1)第1章开关电源的概述 (2)1.1 开关电源的介绍 (2)1.2 开关电源的工作方式 (2)1.3 开关电源的工作原理 (4)1.4 开关电源的研究历程 (4)1.5 开关电源的发展趋势 (5)1.6 本章小结 (6)第2章开关电源的设计方案 (7)2.1 开关电源的性能指标 (7)2.2 主电路的设计方案 (7)2.3 控制电路的设计方案 (8)2.3.1 单片机控制电路分析 (8)2.3.2 芯片控制电路分析 (8)2.4 整体设计方案 (8)2.5 本章小结 (9)第3章开关电源的软硬件电路设计 (10)3.1 相关技术参数 (10)3.2 整流滤波电路设计 (10)3.3 DC/DC变换电路设计 (11)3.3.1 变压器的设计 (11)3.3.2 MOS管的设计 (13)3.3.3 RCD箝位电路设计 (13)3.4 PWM控制电路设计 (15)3.4.1 控制芯片的设计 (15)3.4.2 芯片外围电路设计 (16)3.5 反馈电路设计 (18)3.6 输出电路设计 (19)3.6.1 输出二极管选择 (19)3.6.2 输出电容选择 (19)3.7 电压采集与显示电路设计 (20)3.7.1 电压采集与显示电路的组成与功能 (20)3.7.2 ADC转换电路 (20)3.7.3 AT89S52单片机 (22)3.7.4 电源指示灯 (24)3.7.5 晶振 (25)3.7.6 复位电路 (25)3.7.7 ISP下载口 (26)3.7.8 共阴极数码管显示电路 (26)3.8 开关电源软件设计 (28)3.9 硬件电路总体设计 (29)3.10 本章小结 (32)第4章开关电源的实物制作 (33)4.1 开关电源的原理图设计 (33)4.2 开关电源的PCB设计 (34)4.3 本章小结 (38)第5章开关电源的硬件测试 (39)5.1 断电检查 (39)5.2 通电调试 (39)5.3 本章小结 (42)总结 (43)参考文献 (44)致谢 (46)附录 (47)序言开关电源是一种高效率、低能耗的电源之一,他以自身的高性能被业界所称赞。
一种基于芯片UC3842的开关电源设计与实现现代社会生活离不开电力电子设备,要让电力电子设备正常的运行,离不开安全可靠的电源。
开关电源具有很多优点,如性能可靠、经济、实用、效率高、体积小、纹波少等,本文在对现有开关电源进行调研的基础上,设计上更加具有现代化、人性化,与使用环境更加和谐。
主要了介绍开关电源的工作原理、UC3842的管脚和功能,然后根据功能要求给出原理图,最后进行了测试,结果表明本文设计的反激式开关电源满足设计要求。
标签:电动汽车;开关电源;UC38421 引言汽车是如今人们出行常用代步工具之一,但现代社会提倡节能减排,传统汽车尾气排放严重污染环境,给环境带来了很大的压力,不符合现代低碳生活,绿色出行的理念。
因此电动汽车应运而生,很好的解决了空气污染这一问题,电动汽车将成为时代的主流,不久将会逐渐取代燃油汽车。
目前各国的汽车生产商都在加大对电动汽车相关技术研发的力度,并且混合动力的汽车已经投入了生产。
电动汽车平稳安全的运行离不开稳定的电源,因此本文结合实际需求设计了一款电动汽车用的开关电源。
地球能源有限,节约能源已经刻不容缓,我们应该合理有效的利用有限的能源,提高能源利用率。
电能是电动汽车不可缺少的能源,现今电动汽车越来越多,这就要求我们在用电时节约用电,电源是节能的重要环节之一[1]。
将来在学习、工作、生活中会有越来越多的人会选择驾驶电动汽车,它需要可靠稳定的电源来保证稳定工作,开关电源就肩负起这一责任,但是要让电动汽车正常的行驶就需要有稳定的电源,所以针对电动汽车设计了开关电源。
开关电源具有低功耗、高效率,输入电压在很大的范围内波动时,仍可有较稳定的输出的优点。
它被广泛应用于各類电气设备中,在社会发展中拥有广泛的应用前景。
2 开关电源的工作原理开关电源的基本结构如图1所示,主要由EMI滤波器、输入整流滤波、开关功率管、高频变压器、输出整流滤波组成[2]。
其中EMI滤波器的主要作用是可以让某一特定频率范围内的信号能进入该设备使其可以正常运转,可以对高频的信号给予屏蔽作用,能对高频率的干扰信号起到阻碍作用,最终让输出稳定。
基于UC3842反激式AC-DC开关电源设计朱彩莲;熊丽萍;魏海红【摘要】According to the modem electronic equipment is more and more high to the requirement of DC power supply,this paper design an AC-DC switching power supply,output 12 V voltage and 5 A current.The design is Based on UC3842 PWM controller,first,the alternating current (AC) directly convert the DC high voltage,,and then circuit is designed by flyback converter,linear photoelectric coupler,threeterminal voltage regulator tube,and output sampling resistance constitute output voltage feedback circuit.The test results show that the designed circuit meet the requirements,the switching power sup-ply has high precision,small ripple,high efficiency and high reliable.%针对现代电子设备对直流电源的要求越来越高,设计了一种AC-DC开关电源,输出电压为12V电流5A.设计中以UC3842为PWM控制器,首先将交流电直接变换为直流高压,然后采用反激变换器设计电路,利用线性光电耦合器、三端可调稳压管以及输出采样电阻构成输出电压反馈电路.对电路测试结果表明设计电路满足设计要求,具有精度高、纹波小、效率高、性能可靠等优点.【期刊名称】《电子设计工程》【年(卷),期】2017(025)024【总页数】5页(P148-151,156)【关键词】开关电源;反激变换器;UC3842;PWM控制器【作者】朱彩莲;熊丽萍;魏海红【作者单位】东莞职业技术学院电子工程系,广东东莞523808;东莞职业技术学院电子工程系,广东东莞523808;东莞职业技术学院电子工程系,广东东莞523808【正文语种】中文【中图分类】TN702电子设备的供电离不开直流电源,直流电源的作用主要是将交流电转换为稳定的直流电。
摘要随着电力电子技术的发展以及创新,使得开关电源这一项技术也在不断地发展与创新,由于这一成本反转点日益向低输出电力端的移动,为开关电源提供了广阔的发展空间。
开关电源是利用现代电力电子技术,控制开关管开通和关断的时间比率,维持稳定输出电压的一种电源,开关电源一般由脉冲宽度调制(PWM)控制IC和MOSFET构成。
开关电源和线性电源相比,二者的成本都随着输出功率的增加而增长,但二者增长速率各异。
线性电源成本在某一输出功率点上,反而高于开关电源,这一点称为成本反转点。
设计论文主要是利用一种性能优良的电流控制型脉宽调制器UC3842。
假如由于某种原因使输出电压升高时,脉宽调制器就会改变驱动信号的脉冲宽度,亦即占空比D,使斩波后的平均值电压下降,从而达到稳压目的,反之亦然。
UC3842可以直接驱动MOS 管、IGBT等,适合于制作20~80W小功率开关电源。
关键词:开关电源;UC3842;脉宽调制;占空比AbstractAlong with the Power electronic technology development and innovation,it make that technology Switching power supply is always in the way of developing and innovating, whit the cost of inversion points increasingly to the low output power end mobile,make the Switch power supply provide a broad space for development.Switching power supply use the Modern electronic technology to control the turn-on and turn-off time ratio,maintain the stability of the output voltage of Power supply.Switching power supply used by Pulse width modulation(PWM)Control IC and MOSFET. Switching power supply and Linear power comparison,they are cost's as the Output Power increases,But their growth is different.Linear power supply costs in Certain output power point,is higher than Switching power supply.This point is called Cost inversion point.Design thesis is mainly using a kind of high performance current control Pulse width modulation UC3842.If some reasons make the output voltage rise,Pulse width modulator can change the drive signal pulse width,the Duty ratio D,the chopper after the average voltage drop,to achieve the goal of stabilizing voltage,The reverse is also true.UC3842 Can directly drive MOSFET,IGBT and so on.Suitable for the production of 20~80W Small power switch power supply.Key Words:Switching power supply,UC3842,Pulse width modulation,Duty ratio目录摘要 (I)Abstract (II)1 绪论 (1)1.1 课题背景与意义 (1)1.2 课题研究现状 (1)1.3 本课题的研究内容与目标 (1)2 开关电源的基本工作原理与电路结构 (2)2.1 开关电源的概述 (2)2.1.1 开关电源的工作原理 (2)2.1.2 开关电源的组成 (3)2.1.3 开关电源的特点 (4)2.2 开关器件 (5)2.1.1 开关器件的特征 (5)2.1.2 器件TL431 (5)2.1.3 电力二极管 (6)2.1.4 光耦PC817 (7)3 主要开关变换电路 (8)3.1 滤波电路 (8)3.2 反馈电路 (8)3.2.1 电流反馈电路 (8)3.2.2 电压反馈电路 (9)3.3 过电压保护电路 (10)4 UC3842 (11)4.1 UC3842的简介 (11)4.1.1 UC3842的引脚及其功能 (11)4.1.2 UC3842的内部结构 (12)4.1.3 UC3842的使用特点 (13)5 基于UC3842设计的小功率开关电源 (14)5.1开关电源设计指标 (14)5.1.1 元件的选择 (14)5.1.2 电路结构的选择 (15)5.2 启动电路 (16)5.3 PWM脉冲控制驱动电路 (17)5.4直流输出与反馈电路 (18)5.5 开关电源总电路图 (19)结论 (21)致谢 (22)参考文献 (23)1 绪论1.1 课题背景与意义电源向电子设备提供功率的装置,把其他形式的能转换成电能的装置叫做电源。
基于UC3842的开关电源设计摘要电源是实现电能变换和功率传递的主要设备。
在信息时代,农业、能源、交通运输、通信等领域迅猛发展,对电影产业提出个更多、更高的要求,如节能、节材、减重、环保、安全、可靠等。
这就迫使电源工作者不断的探索寻求各种乡关技术,做出最好的电源产品,以满足各行各业的要求。
开关电源是一种新型的电源设备,较之于传统的线性电源,其技术含量高、耗能低、使用方便,并取得了较好的经济效益。
UC3842是一种性能优良的电流控制型脉宽调制器。
假如由于某种原因使输出电压升高时,脉宽调制器就会改变驱动信号的脉冲宽度,亦即占空比D,使斩波后的平均值电压下降,从而达到稳压目的,反之亦然。
UC3842可以直接驱动MOS管、IGBT等,适合于制作20~80W小功率开关电源。
由于器件设计巧妙,由主电源电压直接启动,构成电路所需元件少,非常符合电路设计中“简洁至上”的原则。
设计思路,并附有详细的电路图。
关键词:开关电源,uc3842,脉宽调制,功率,IGBTSWITCHING POWER SUPPLY DESIGN BASED ONUC3842ABSTRACATPower is to achieve power conversion and power transmission major equipment. In the information age, agriculture, energy, transportation, communications and other areas Power of the film industry make a greater and higher requirements,such as energy, materials, weight reduction, environmental protection, safety and reliability. This has forced the power workers have been exploring the technology for a variety of rural customs, the power to make the best products to meet the requirements of all walks of life. Switching power supply is a new type of power supply, compared to traditional linear power supply, high technology, low energy consumption, easy to use, and has achieved good economic results.UC3842 is an excellent current-controlled pulse width modulator. If for some reason, the output voltage increases, the pulse width modulator drive signal will change the pulse width, that is, the duty cycle D, so that the average voltage drop after the chopper to achieve the regulator end, and vice versa how ever.UC3842 can control direct drive MOS, IGBT, etc., suitable for the production of 20 ~ 80W low-power switching power supply. As the device is cleverly designed, launched by the main power supply voltage directly to form circuit components required for a small, very consistent with circuit design, "simplicity first" principle.KEY WORDS: Switching Power Supply,uc3842,PWM,power,IGBT毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
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作者签名:日期:年月日导师签名:日期:年月日目录前言 (1)第1章开关电源的简介 (2)1.1 开关电源概述 (2)1.1.1 开关电源的工作原理 (2)1.1.2 开关电源的组成 (3)1.1.3 开关电源的特点 (4)1.2 开关器件 (4)1.2.1开关器件的特征 (4)1.2.2器件TL431. (5)1.2.3电力二极管 (6)1.2.4光耦PC817 (6)1.2.5电力场效应晶体管MOSFET (7)第2章主要开关变换电路 (9)2.1 滤波电路 (9)2.2 反馈电路 (9)2.2.1电流反馈电路 (9)2.2.2电压反馈电路 (10)2.3电压保护电路 (10)第3章UC3842 (12)3.1 UC3842简介 (12)3.1.1 UC3842的引脚及其功能 (12)3.1.2 UC3842的内部结构 (13)3.1.3 UC3842的使用特点 (14)3.2 UC3842的典型应用电路 (15)3.2.1反激式开关电源 (15)3.2.2 UC3842控制的同步整流电路 (16)3.2.3升压型开关电源 (19)第4章利用UC3842设计小功率电源 (21)4.1 电源设计指标 (21)4.1.1元件的选择 (21)4.1.2电路结构的选择 (23)4.2 启动电路 (23)4.3 PWM脉冲控制驱动电路 (24)4.4 直流输出与反馈电路 (25)4.5 总体电路图分析 (26)结论 (28)参考文献 (29)致谢 (30)附录1:总体电路图 (31)附录2:开关电源常用英文标志与缩写 (32)外文资料译文 (33)前言电源[power supply; power source] 向电子设备提供功率的装置。
把其他形式的能转换成电能的装置叫做电源。
发电机能把机械能转换成电能,干电池能把化学能转换成电能.发电机.电池本身并不带电,它的两极分别有正负电荷,由正负电荷产生电压(电流是电荷在电压的作用下定向移动而形成的),电荷导体里本来就有,要产生电流只需要加上电压即可,当电池两极接上导体时为了产生电流而把正负电荷释放出去,当电荷散尽时,也就荷尽流(压)消了.干电池等叫做电源。
通过变压器和整流器,把交流电变成直流电的装置叫做整流电源。
能提供信号的电子设备叫做信号源。
晶体三极管能把前面送来的信号加以放大,又把放大了的信号传送到后面的电路中去。
晶体三极管对后面的电路来说,也可以看做是信号源。
整流电源、信号源有时也叫做电源。
电子设备都离不开可靠的电源,进入80年代计算机电源全面实现了开关电源化,率先完成计算机的电源换代,进入90年代开关电源相继进入各种电子、电器设备领域,程控交换机、通讯、电子检测设备电源、控制设备电源等都已广泛地使用了开关电源,更促进了开关电源技术的迅速发展。
电力电子技术的发展,特别是大功率器件IGBT和MOSFET的迅速发展,将开关电源的工作频率提高到相当高的水平,使其具有高稳定性和高性价比等特性。
开关电源技术的主要用途之一是为信息产业服务,信息技术的发展对电源技术又提出了更高的要求,从而促进了开关电源技术的发展。
第1章 开关电源的简介1.1 开关电源概述1.1.1 开关电源的工作原理开关电源就是采用功率半导体器件作为开关元件,通过周期性通断开关,控制开关元件的占空比调整输出电压,开关电源的工作原理可以用图1-1进行说明。
图中输入的直流不稳定电压Ui 经开关S 加至输出端,S 为受控开关,是一个受开关脉冲控制的开关调整管,若使开关S 按要求改变导通或断开时间,就能把输入的直流电压Ui 变成矩形脉冲电压。
这个脉冲电压经滤波电路进行平滑滤波后就可得到稳定的直流输出电压Uo 。
U i SU i 0T ON U 0t 0t 0(b)V (a)U 0(a) 电路图;(b) 波形图图1-1开关电源的工作原理为方便分析开关电源电路,定义脉冲占空比如下TT D ON (1-1) 式中,T 表示开关S 的开关重复周期;TON 表示开关S 在一个开关周期中的导通时间。
开关电源直流输出电压Uo 与输入电压Ui 之间有如下关系:Uo=U i D (1-2) 由式(1-1)和式(1-2)可以看出,若开关周期T 一定,改变开关S 的导通时间n 0T ,即可改变脉冲占空比D ,从而达到调节输出电压的目的。
T 不变,只改变n 0T 来实现占空比调节的稳压方式叫做脉冲宽度调制(PWM)。
由于PWM式的开关频率固定,输出滤波电路比较容易设计,易实现最优化,因此PWM式开关电源用得较多。